第五章瀝青與瀝青混合料

1、木工程材料木工程材料第五章瀝青及瀝青混合料第五章瀝青及瀝青混合料n在土木工程中，瀝青是廣泛使用的防水材料和在土木工程中，瀝青是廣泛使用的防水材料和防腐材料，主要有用于屋面、地面、地下結(jié)構(gòu)防腐材料，主要有用于屋面、地面、地下結(jié)構(gòu)的防水以及木材、鋼材的防腐；在道路工程中，的防水以及木材、鋼材的防腐；在道路工程中，瀝青是廣泛應(yīng)用的路面結(jié)構(gòu)膠結(jié)材料，瀝青與瀝青是廣泛應(yīng)用的路面結(jié)構(gòu)膠結(jié)材料，瀝青與不同組成的礦質(zhì)集料按比例配合后可以建成不不同組成的礦質(zhì)集料按比例配合后可以建成不同結(jié)構(gòu)的瀝青路面。同結(jié)構(gòu)的瀝青路面。瀝青的分類(lèi)瀝青的分類(lèi) 瀝青材料是由分子結(jié)構(gòu)極復(fù)雜的高分子碳?xì)浠衔锛捌浞菫r青材料是由分子結(jié)構(gòu)極

2、復(fù)雜的高分子碳?xì)浠衔锛捌浞墙饘伲ㄑ酢⒘?、氮）衍生物組成的、黑色或深褐色、不溶于金屬（氧、硫、氮）衍生物組成的、黑色或深褐色、不溶于水而幾乎全溶于二硫化碳的非晶態(tài)有機(jī)材料混合物。分地瀝水而幾乎全溶于二硫化碳的非晶態(tài)有機(jī)材料混合物。分地瀝青和焦油瀝青兩大類(lèi)，其分類(lèi)如下所示。青和焦油瀝青兩大類(lèi)，其分類(lèi)如下所示。 瀝青是一種憎水性的瀝青是一種憎水性的有機(jī)膠結(jié)材料有機(jī)膠結(jié)材料，常溫下呈固體、半固體和，常溫下呈固體、半固體和粘性液體。瀝青具有良好的不透水性、粘結(jié)性、塑性、抗沖粘性液體。瀝青具有良好的不透水性、粘結(jié)性、塑性、抗沖擊性、耐化學(xué)侵蝕及電絕緣性等。瀝青能與砂、石、磚、混擊性、耐化學(xué)侵蝕及電絕緣性

3、等。瀝青能與砂、石、磚、混凝土、木材、金屬等材料牢固的粘結(jié)在一起，具有良好的耐凝土、木材、金屬等材料牢固的粘結(jié)在一起，具有良好的耐腐蝕性。腐蝕性。瀝青瀝青地瀝青地瀝青天然瀝青天然瀝青由地表或巖石中直接采集、提煉加工后得由地表或巖石中直接采集、提煉加工后得到的瀝青到的瀝青石油瀝青石油瀝青由提煉石油的殘留物制得的瀝青，其中包由提煉石油的殘留物制得的瀝青，其中包含石油中所有的重組份。含石油中所有的重組份。焦油瀝焦油瀝青青煤瀝青煤瀝青由煤焦油蒸餾后的殘留物制取的瀝青由煤焦油蒸餾后的殘留物制取的瀝青木瀝青木瀝青由木材蒸餾后的殘留物制取的瀝青由木材蒸餾后的殘留物制取的瀝青頁(yè)巖瀝青頁(yè)巖瀝青由頁(yè)巖焦油蒸餾后的

4、殘留物制取的瀝青由頁(yè)巖焦油蒸餾后的殘留物制取的瀝青第一節(jié)第一節(jié) 石油瀝青石油瀝青1. 1. 石油瀝青石油瀝青 石油瀝青是由石油原油經(jīng)蒸餾提煉出各種輕質(zhì)油（如汽油、石油瀝青是由石油原油經(jīng)蒸餾提煉出各種輕質(zhì)油（如汽油、柴油等）及潤(rùn)滑油以后的殘留物，這些渣油都屬于低標(biāo)號(hào)的柴油等）及潤(rùn)滑油以后的殘留物，這些渣油都屬于低標(biāo)號(hào)的慢凝液體瀝青。為慢凝液體瀝青。為提高瀝青的稠度提高瀝青的稠度，以慢凝液體瀝青為原料，以慢凝液體瀝青為原料，可以采用不同的工藝得到粘稠瀝青?？梢圆捎貌煌墓に嚨玫秸吵頌r青。 根據(jù)其主要技術(shù)性能指標(biāo)和用途的差別可分為以下三類(lèi)：根據(jù)其主要技術(shù)性能指標(biāo)和用途的差別可分為以下三類(lèi)： （1)1

5、)道路石油瀝青道路石油瀝青 它是主要用于路面工程的瀝青，通常它是主要用于路面工程的瀝青，通常為直餾瀝青或氧化瀝青；為直餾瀝青或氧化瀝青； （2)2)建筑石油瀝青建筑石油瀝青 它是土建工程中用于防水、防腐的瀝它是土建工程中用于防水、防腐的瀝青，通常為氧化瀝青；青，通常為氧化瀝青； （3)3)普通石油瀝青普通石油瀝青 它是含石蠟較多的直餾或氧化瀝青，它是含石蠟較多的直餾或氧化瀝青，一般不單獨(dú)使用。一般不單獨(dú)使用。 n石油瀝青常溫下為石油瀝青常溫下為固體固體，使用時(shí)可以，使用時(shí)可以加熱加熱成塑性成塑性流體狀態(tài)，以便施工應(yīng)用。或?yàn)闈M(mǎn)足工程的需要，流體狀態(tài)，以便施工應(yīng)用?；?yàn)闈M(mǎn)足工程的需要，在粘稠瀝青中

6、摻加煤油或汽油等揮發(fā)速度較快的在粘稠瀝青中摻加煤油或汽油等揮發(fā)速度較快的稀釋油，這種用快速揮發(fā)溶劑作稀釋劑的瀝青，稀釋油，這種用快速揮發(fā)溶劑作稀釋劑的瀝青，稱(chēng)為中凝液體瀝青或快凝液體瀝青。稱(chēng)為中凝液體瀝青或快凝液體瀝青。n快凝液體瀝青需要耗費(fèi)高價(jià)的有機(jī)稀釋劑，同時(shí)快凝液體瀝青需要耗費(fèi)高價(jià)的有機(jī)稀釋劑，同時(shí)要求石料必須是干燥的，為節(jié)約溶劑、節(jié)約能源要求石料必須是干燥的，為節(jié)約溶劑、節(jié)約能源以減少環(huán)境負(fù)荷，可將瀝青分散于有乳化穩(wěn)定劑以減少環(huán)境負(fù)荷，可將瀝青分散于有乳化穩(wěn)定劑的水中而形成乳化瀝青。的水中而形成乳化瀝青。n為得到不同稠度的瀝青，也可以用硬的瀝青與軟為得到不同稠度的瀝青，也可以用硬的瀝青

7、與軟的瀝青的瀝青( (粘稠瀝青或慢凝液體瀝青粘稠瀝青或慢凝液體瀝青) ) 以適當(dāng)比例調(diào)以適當(dāng)比例調(diào)配，稱(chēng)為調(diào)合瀝青。按照比例個(gè)同，所得成品可配，稱(chēng)為調(diào)合瀝青。按照比例個(gè)同，所得成品可以是粘稠瀝青，也可以是慢凝液體瀝青。以是粘稠瀝青，也可以是慢凝液體瀝青。 n1.1 1.1 石油瀝青的組分石油瀝青的組分 石油瀝青是由許多高分子石油瀝青是由許多高分子碳?xì)浠衔锾細(xì)浠衔锛捌浞墙饘伲ㄖ骷捌浞墙饘伲ㄖ饕獮檠酢⒘?、氮等）衍生物組成的復(fù)雜混合物。其中碳要為氧、硫、氮等）衍生物組成的復(fù)雜混合物。其中碳?xì)浔龋捶肿又刑荚觽€(gè)數(shù)與氫原子個(gè)數(shù)的比值）在一氫比（即分子中碳原子個(gè)數(shù)與氫原子個(gè)數(shù)的比值）在一定程度上決定

8、了瀝青在常溫下的物理狀態(tài)，定程度上決定了瀝青在常溫下的物理狀態(tài)，碳?xì)浔雀叩奶細(xì)浔雀叩姆肿颖憩F(xiàn)出較高的稠度分子表現(xiàn)出較高的稠度。 石油瀝青主要為可溶于二硫化碳的碳?xì)浠衔锏陌牍淌蜑r青主要為可溶于二硫化碳的碳?xì)浠衔锏陌牍腆w粘稠狀物質(zhì)。體粘稠狀物質(zhì)。瀝青化學(xué)組分十分復(fù)雜，具有瀝青化學(xué)組分十分復(fù)雜，具有同分異構(gòu)同分異構(gòu)的特點(diǎn)的特點(diǎn)，其化學(xué)組成相同，物理力學(xué)性質(zhì)卻相差懸殊，其化學(xué)組成相同，物理力學(xué)性質(zhì)卻相差懸殊，難以根據(jù)分子類(lèi)型或結(jié)構(gòu)來(lái)劃分，將瀝青中化學(xué)成分及難以根據(jù)分子類(lèi)型或結(jié)構(gòu)來(lái)劃分，將瀝青中化學(xué)成分及性質(zhì)極為接近，并且與物理力學(xué)性質(zhì)有一定關(guān)系的成分，性質(zhì)極為接近，并且與物理力學(xué)性質(zhì)有一定關(guān)系的

9、成分，劃分為若干個(gè)組，這些組就稱(chēng)為劃分為若干個(gè)組，這些組就稱(chēng)為“組分組分”。 我國(guó)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)我國(guó)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)JTJ 052JTJ 05220002000公路工程瀝青及公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程規(guī)定有三組分和四組分規(guī)定有三組分和四組分兩種分析方法。兩種分析方法。 三組分分析法：三組分分析法是將石油瀝青分三組分分析法：三組分分析法是將石油瀝青分離為離為: : 油分、樹(shù)脂和瀝青質(zhì)三個(gè)組分油分、樹(shù)脂和瀝青質(zhì)三個(gè)組分。四組分分析法是將瀝青分離為瀝青質(zhì)、飽和分、芳香四組分分析法是將瀝青分離為瀝青質(zhì)、飽和分、芳香分和膠質(zhì)。分和膠質(zhì)。n瀝青中各組分的主要特性簡(jiǎn)述如下：瀝青中各組分的主要特性簡(jiǎn)

10、述如下：n （）（）油分油分n油分為淡黃色至紅褐色的油狀液體，油分為淡黃色至紅褐色的油狀液體，是瀝青中分子是瀝青中分子量最小和密度最小的組分量最小和密度最小的組分，密度介于，密度介于0.70.71.01.0cmcm3 3之間。在之間。在170170較長(zhǎng)時(shí)間加熱，油分可以揮發(fā)。較長(zhǎng)時(shí)間加熱，油分可以揮發(fā)。n油分能溶于石油醚、二硫化碳、三氯甲烷、苯、四油分能溶于石油醚、二硫化碳、三氯甲烷、苯、四氧化碳和丙酮等有機(jī)溶劑中，但不溶于酒精。氧化碳和丙酮等有機(jī)溶劑中，但不溶于酒精。n油分賦予瀝青以油分賦予瀝青以流動(dòng)性流動(dòng)性。油分多，則瀝青流動(dòng)性大，。油分多，則瀝青流動(dòng)性大，粘性小，溫度感應(yīng)性大，油分含量的

11、多少直接影響粘性小，溫度感應(yīng)性大，油分含量的多少直接影響瀝青的柔軟性、抗裂性及施工難度。油分在一定條瀝青的柔軟性、抗裂性及施工難度。油分在一定條件下可以轉(zhuǎn)化為樹(shù)脂甚至瀝青質(zhì)。件下可以轉(zhuǎn)化為樹(shù)脂甚至瀝青質(zhì)。 n( () )樹(shù)脂（瀝青脂膠）樹(shù)脂（瀝青脂膠）。n瀝青脂膠為黃色至黑褐色粘稠狀物質(zhì)（半固體），分子瀝青脂膠為黃色至黑褐色粘稠狀物質(zhì)（半固體），分子量比油分大（量比油分大（60060010001000），密度為），密度為1.01.01.1g1.1gcmcm3 3。瀝青脂膠中絕大部分屬于瀝青脂膠中絕大部分屬于中性樹(shù)脂中性樹(shù)脂。n中性樹(shù)脂能溶于三氯甲烷、汽油和苯等有機(jī)溶劑，但在中性樹(shù)脂能溶于三氯甲

12、烷、汽油和苯等有機(jī)溶劑，但在酒精和丙酮中難溶解或溶解度很低。酒精和丙酮中難溶解或溶解度很低。n它賦予瀝青以它賦予瀝青以良好的粘結(jié)性、塑性和可流動(dòng)性良好的粘結(jié)性、塑性和可流動(dòng)性。中性樹(shù)。中性樹(shù)脂含量增加，石油瀝青的延度和粘結(jié)力等品質(zhì)愈好。脂含量增加，石油瀝青的延度和粘結(jié)力等品質(zhì)愈好。n另外，瀝青樹(shù)脂中還含有少量的另外，瀝青樹(shù)脂中還含有少量的酸性樹(shù)脂酸性樹(shù)脂，即地瀝青酸，即地瀝青酸和地瀝青酸酐，是和地瀝青酸酐，是瀝青中的表面活性物質(zhì)瀝青中的表面活性物質(zhì)。它改善了石。它改善了石油瀝青對(duì)礦物材料的浸潤(rùn)性，特別是提高了對(duì)碳酸鹽類(lèi)油瀝青對(duì)礦物材料的浸潤(rùn)性，特別是提高了對(duì)碳酸鹽類(lèi)巖石的粘附性，并有利于石油瀝

13、青的可乳化性。瀝青脂巖石的粘附性，并有利于石油瀝青的可乳化性。瀝青脂膠使石油瀝青具有良好的塑性和粘結(jié)性。膠使石油瀝青具有良好的塑性和粘結(jié)性。n（）（）地瀝青質(zhì)（瀝青質(zhì)）地瀝青質(zhì)（瀝青質(zhì)）。n地瀝青質(zhì)為深褐色至黑色固態(tài)無(wú)定形物質(zhì)（固體粉末），地瀝青質(zhì)為深褐色至黑色固態(tài)無(wú)定形物質(zhì)（固體粉末），分子量比樹(shù)脂更大（分子量比樹(shù)脂更大（10001000以上），密度大于以上），密度大于1 g1 gcmcm3 3，不溶于酒精、正戊烷，但溶于三氯甲烷和二硫化碳，染不溶于酒精、正戊烷，但溶于三氯甲烷和二硫化碳，染色力強(qiáng)，對(duì)光的敏感性強(qiáng)，感光后就不能溶解。色力強(qiáng)，對(duì)光的敏感性強(qiáng)，感光后就不能溶解。n地瀝青質(zhì)是決定石

14、油瀝青地瀝青質(zhì)是決定石油瀝青溫度敏感性、粘性溫度敏感性、粘性的重要組成的重要組成部分，部分，其含量愈多，則軟化點(diǎn)愈高，粘性愈大，硬度和其含量愈多，則軟化點(diǎn)愈高，粘性愈大，硬度和溫度穩(wěn)定性提高，塑性降低，脆性增加溫度穩(wěn)定性提高，塑性降低，脆性增加。 n 另外，石油瀝青中還含的另外，石油瀝青中還含的瀝青碳和似碳物瀝青碳和似碳物，是石油瀝青中分子量最大的。它降低石油瀝青的粘結(jié)力。是石油瀝青中分子量最大的。它降低石油瀝青的粘結(jié)力。n 石油瀝青中還含有石油瀝青中還含有石蠟石蠟，它會(huì)降低石油瀝青的粘結(jié)性，它會(huì)降低石油瀝青的粘結(jié)性和塑性，同時(shí)對(duì)溫度特別敏感（即溫度穩(wěn)定性差）。所和塑性，同時(shí)對(duì)溫度特別敏感（即

15、溫度穩(wěn)定性差）。所以蠟是石油瀝青的有害成分。以蠟是石油瀝青的有害成分。n1.2 1.2 石油瀝青的膠體結(jié)構(gòu)石油瀝青的膠體結(jié)構(gòu)n 油分、樹(shù)脂和地瀝青質(zhì)是石油瀝青的三大組分，其油分、樹(shù)脂和地瀝青質(zhì)是石油瀝青的三大組分，其中油分和樹(shù)脂可以互相溶解，樹(shù)脂能浸潤(rùn)地瀝青質(zhì)，并中油分和樹(shù)脂可以互相溶解，樹(shù)脂能浸潤(rùn)地瀝青質(zhì)，并在地瀝青質(zhì)的超細(xì)顆粒表面形成樹(shù)脂薄膜。所以石油瀝在地瀝青質(zhì)的超細(xì)顆粒表面形成樹(shù)脂薄膜。所以石油瀝青的結(jié)構(gòu)是以地瀝青質(zhì)為核心，周?chē)讲糠謽?shù)脂和油青的結(jié)構(gòu)是以地瀝青質(zhì)為核心，周?chē)讲糠謽?shù)脂和油分的互溶物而構(gòu)成膠團(tuán)，無(wú)數(shù)膠團(tuán)分散在油分中而形成分的互溶物而構(gòu)成膠團(tuán)，無(wú)數(shù)膠團(tuán)分散在油分中而形成

16、膠體結(jié)構(gòu)。膠體結(jié)構(gòu)。請(qǐng)觀(guān)察瀝青的三種膠體結(jié)構(gòu)，討論其性能的差異。請(qǐng)觀(guān)察瀝青的三種膠體結(jié)構(gòu)，討論其性能的差異。（a a）溶膠結(jié)構(gòu)）溶膠結(jié)構(gòu) （b b）溶）溶- -凝膠結(jié)構(gòu)（凝膠結(jié)構(gòu)（c c）凝膠結(jié)構(gòu)）凝膠結(jié)構(gòu)n（1 1）溶膠結(jié)構(gòu)溶膠結(jié)構(gòu)。地瀝青質(zhì)含量較少，膠團(tuán)間完全沒(méi)。地瀝青質(zhì)含量較少，膠團(tuán)間完全沒(méi)有引力或引力很小，在外力作用下隨時(shí)間發(fā)展的變有引力或引力很小，在外力作用下隨時(shí)間發(fā)展的變形特性與粘性液體一樣。形特性與粘性液體一樣。其粘性小，流動(dòng)性大、塑其粘性小，流動(dòng)性大、塑性強(qiáng)，溫度穩(wěn)定性差性強(qiáng)，溫度穩(wěn)定性差，這種結(jié)構(gòu)稱(chēng)之為溶膠結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)稱(chēng)之為溶膠結(jié)構(gòu)，它是液體石油瀝青的結(jié)構(gòu)特征；直餾瀝青的結(jié)

17、構(gòu)多它是液體石油瀝青的結(jié)構(gòu)特征；直餾瀝青的結(jié)構(gòu)多為溶膠結(jié)構(gòu)；為溶膠結(jié)構(gòu)；n（2 2）凝膠結(jié)構(gòu)凝膠結(jié)構(gòu)。凝膠結(jié)構(gòu)地瀝青質(zhì)含量很多，膠團(tuán)。凝膠結(jié)構(gòu)地瀝青質(zhì)含量很多，膠團(tuán)間有較大的引力形成不規(guī)則的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，間有較大的引力形成不規(guī)則的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，外力外力作用下表現(xiàn)有一定的彈性效應(yīng)和較強(qiáng)的抗變形能力，作用下表現(xiàn)有一定的彈性效應(yīng)和較強(qiáng)的抗變形能力，具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性，但當(dāng)外力較大時(shí)，其塑性很小，具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性，但當(dāng)外力較大時(shí)，其塑性很小，這種結(jié)構(gòu)稱(chēng)之為凝膠結(jié)構(gòu)，它是過(guò)于粘稠或經(jīng)過(guò)老這種結(jié)構(gòu)稱(chēng)之為凝膠結(jié)構(gòu)，它是過(guò)于粘稠或經(jīng)過(guò)老化的石油瀝青的結(jié)構(gòu)特征。氧化瀝青多屬于凝膠結(jié)化的石油瀝青的結(jié)構(gòu)特征。氧化瀝青

18、多屬于凝膠結(jié)構(gòu)；構(gòu)；n（3 3）溶一凝膠結(jié)構(gòu)溶一凝膠結(jié)構(gòu)介于溶膠與凝膠之間，并介于溶膠與凝膠之間，并有較多的樹(shù)脂，膠團(tuán)間有一定吸引力，瀝青質(zhì)有較多的樹(shù)脂，膠團(tuán)間有一定吸引力，瀝青質(zhì)膠團(tuán)間距很小或有黏附，使其相對(duì)運(yùn)動(dòng)有一定膠團(tuán)間距很小或有黏附，使其相對(duì)運(yùn)動(dòng)有一定的阻力，的阻力，在常溫下受力變形的最初階段呈現(xiàn)出在常溫下受力變形的最初階段呈現(xiàn)出明顯的彈性效應(yīng)，有一定的抗變形能力，當(dāng)變明顯的彈性效應(yīng)，有一定的抗變形能力，當(dāng)變形增加到一定數(shù)值后，則變?yōu)橛凶枘岬恼承粤餍卧黾拥揭欢〝?shù)值后，則變?yōu)橛凶枘岬恼承粤鲃?dòng)。動(dòng)。它是常溫下呈半固體或固體狀粘稠石油瀝它是常溫下呈半固體或固體狀粘稠石油瀝青的結(jié)構(gòu)特征。青的結(jié)

19、構(gòu)特征。 n 大部分優(yōu)質(zhì)道路瀝青均配成溶凝膠型結(jié)大部分優(yōu)質(zhì)道路瀝青均配成溶凝膠型結(jié)構(gòu)，具有粘彈性和觸變性，故亦稱(chēng)彈性溶膠。構(gòu)，具有粘彈性和觸變性，故亦稱(chēng)彈性溶膠。n溫度溫度也是影響石油瀝青結(jié)構(gòu)性能的因素之一，因也是影響石油瀝青結(jié)構(gòu)性能的因素之一，因?yàn)闉r青的某些成分，為瀝青的某些成分，特別是樹(shù)脂中的某些成分以特別是樹(shù)脂中的某些成分以及石蠟等溫度敏感性較強(qiáng)及石蠟等溫度敏感性較強(qiáng)。n當(dāng)溫度升高時(shí)，這些成分會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)榱鲃?dòng)性更好的當(dāng)溫度升高時(shí)，這些成分會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)榱鲃?dòng)性更好的液體，使其膠體結(jié)構(gòu)向溶膠結(jié)構(gòu)方向發(fā)展；液體，使其膠體結(jié)構(gòu)向溶膠結(jié)構(gòu)方向發(fā)展；n當(dāng)溫度較低時(shí)，這些成分會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)楦鼮檎吵淼墓坍?dāng)溫度較低時(shí)，這

20、些成分會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)楦鼮檎吵淼墓腆w或半固體，其膠體結(jié)構(gòu)向凝膠結(jié)構(gòu)方向發(fā)展。體或半固體，其膠體結(jié)構(gòu)向凝膠結(jié)構(gòu)方向發(fā)展。n因此，因此，在描述石油瀝青的結(jié)構(gòu)特征時(shí)應(yīng)當(dāng)指明相在描述石油瀝青的結(jié)構(gòu)特征時(shí)應(yīng)當(dāng)指明相應(yīng)的溫度應(yīng)的溫度。瀝青的結(jié)構(gòu)與瀝青路面開(kāi)裂瀝青的結(jié)構(gòu)與瀝青路面開(kāi)裂 n華北某瀝青路面所采用的瀝青的瀝青質(zhì)含量高達(dá)33，并有相當(dāng)數(shù)量芳香度高的膠質(zhì)形成的膠團(tuán)。使用兩年后，路面出現(xiàn)較多裂縫，且冬天裂縫產(chǎn)生越發(fā)明顯。請(qǐng)分析原因。n該工程所用瀝青屬凝膠型結(jié)構(gòu)，其瀝青質(zhì)含量高，瀝青質(zhì)未能被膠質(zhì)很好地膠溶分散，則膠團(tuán)就會(huì)連結(jié)，形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。此類(lèi)瀝青的特點(diǎn)是彈性和粘性較好，溫度敏感性小，但流動(dòng)性，塑性較差，開(kāi)裂

21、后自行愈合的能力較差，低溫變形能力差。故特別易于冬天形成較多裂縫。 1.3 1.3 石油瀝青的技術(shù)性質(zhì)及其測(cè)試方法石油瀝青的技術(shù)性質(zhì)及其測(cè)試方法 （1 1）瀝青的密度與密實(shí)度瀝青的密度與密實(shí)度 瀝青密度瀝青密度是在規(guī)定溫度條件下單位體積的質(zhì)量。我國(guó)是在規(guī)定溫度條件下單位體積的質(zhì)量。我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，瀝青在溫度為瀝青在溫度為1515時(shí)所測(cè)得的密度為標(biāo)準(zhǔn)密時(shí)所測(cè)得的密度為標(biāo)準(zhǔn)密度度。瀝青的密度與其組分構(gòu)成有密切的關(guān)系，通過(guò)測(cè)定瀝青的密度與其組分構(gòu)成有密切的關(guān)系，通過(guò)測(cè)定瀝青的密度，可以大概地了解瀝青組分的相對(duì)含量，瀝青的密度，可以大概地了解瀝青組分的相對(duì)含量，通通常粘稠瀝青的密度波動(dòng)在常粘稠

22、瀝青的密度波動(dòng)在O.961.04O.961.04范圍之間。范圍之間。 相對(duì)密度相對(duì)密度是指在規(guī)定溫度下瀝青質(zhì)量與同體積水的是指在規(guī)定溫度下瀝青質(zhì)量與同體積水的質(zhì)量之比。我國(guó)現(xiàn)行標(biāo)難質(zhì)量之比。我國(guó)現(xiàn)行標(biāo)難建筑石油瀝青建筑石油瀝青(GB(GBT4941998)T4941998)和和公路工程瀝青與瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程公路工程瀝青與瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程(JTJ052-2000)(JTJ052-2000)規(guī)定，瀝青與水的相對(duì)密度是指規(guī)定，瀝青與水的相對(duì)密度是指2525溫溫度下的相對(duì)密度。度下的相對(duì)密度。 瀝青瀝青1515密度與密度與2525相對(duì)密度之問(wèn)可由下述經(jīng)驗(yàn)公相對(duì)密度之問(wèn)可由下述經(jīng)驗(yàn)公式換算；式換算；

23、 瀝青與水的相對(duì)密度瀝青與水的相對(duì)密度(15/25)=(15/25)=瀝青的密度瀝青的密度(15)(15)0.9960.996（2 2）粘滯性粘滯性n粘滯性，也稱(chēng)稠度，粘滯性，也稱(chēng)稠度，是指瀝青材料在外力作用下是指瀝青材料在外力作用下瀝青粒子的抵抗變形的能力瀝青粒子的抵抗變形的能力。它是瀝青材料最為。它是瀝青材料最為重重要的性質(zhì)要的性質(zhì)。n瀝青在工程中可能受到各種力的作用，如重力、溫瀝青在工程中可能受到各種力的作用，如重力、溫度應(yīng)力、車(chē)輪荷載等，此時(shí)瀝青必須有足夠的粘滯度應(yīng)力、車(chē)輪荷載等，此時(shí)瀝青必須有足夠的粘滯性以防止其在立面或斜面上滑脫或在外力作用下產(chǎn)性以防止其在立面或斜面上滑脫或在外力作

24、用下產(chǎn)生過(guò)大的變形。生過(guò)大的變形。n通常瀝青的粘滯性主要取決于其通常瀝青的粘滯性主要取決于其組成和環(huán)境溫度組成和環(huán)境溫度等等因素，瀝青質(zhì)與樹(shù)脂含量高的凝膠結(jié)構(gòu)粘滯性較高，因素，瀝青質(zhì)與樹(shù)脂含量高的凝膠結(jié)構(gòu)粘滯性較高，而環(huán)境溫度較高時(shí)則可能使其粘滯性較低。而環(huán)境溫度較高時(shí)則可能使其粘滯性較低。瀝青的瀝青的粘性通常用粘度表示，它是劃分瀝青等級(jí)粘性通常用粘度表示，它是劃分瀝青等級(jí)( (標(biāo)號(hào)標(biāo)號(hào)) )的的主要依據(jù)主要依據(jù)。 n不同結(jié)構(gòu)狀態(tài)的瀝青粘度差別很大，不同使用不同結(jié)構(gòu)狀態(tài)的瀝青粘度差別很大，不同使用環(huán)境對(duì)瀝青粘度大小的要求也不同。為反映瀝環(huán)境對(duì)瀝青粘度大小的要求也不同。為反映瀝青粘度的差別，常用

25、不同的測(cè)定方法來(lái)表示其青粘度的差別，常用不同的測(cè)定方法來(lái)表示其大小。大小。n其測(cè)定方法可分為兩大類(lèi)。其測(cè)定方法可分為兩大類(lèi)。一類(lèi)為絕對(duì)粘度，一類(lèi)為絕對(duì)粘度，另一類(lèi)為另一類(lèi)為相對(duì)粘度相對(duì)粘度( (或稱(chēng)條件粘度或稱(chēng)條件粘度) )。n絕對(duì)粘度測(cè)定比較麻煩，不便于在工程上應(yīng)用，絕對(duì)粘度測(cè)定比較麻煩，不便于在工程上應(yīng)用，工程中通常只測(cè)定瀝青的條件粘度作為劃分瀝工程中通常只測(cè)定瀝青的條件粘度作為劃分瀝青標(biāo)號(hào)的依據(jù)。條件粘度可分為兩種：青標(biāo)號(hào)的依據(jù)。條件粘度可分為兩種： （1）標(biāo)準(zhǔn)粘度計(jì)法標(biāo)準(zhǔn)粘度計(jì)法（2）針入度法針入度法n標(biāo)準(zhǔn)粘度計(jì)法標(biāo)準(zhǔn)粘度計(jì)法 n我國(guó)現(xiàn)行試驗(yàn)方法規(guī)定：測(cè)定液體瀝青等材料流我國(guó)現(xiàn)行試驗(yàn)方

26、法規(guī)定：測(cè)定液體瀝青等材料流動(dòng)狀態(tài)的粘度時(shí)，應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)粘度計(jì)法，該試驗(yàn)動(dòng)狀態(tài)的粘度時(shí)，應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)粘度計(jì)法，該試驗(yàn)方法是：在標(biāo)準(zhǔn)粘度計(jì)中，液體狀態(tài)的瀝青，在方法是：在標(biāo)準(zhǔn)粘度計(jì)中，液體狀態(tài)的瀝青，在規(guī)定的溫度條件下，通過(guò)規(guī)定的流孔直徑，流出規(guī)定的溫度條件下，通過(guò)規(guī)定的流孔直徑，流出 50ml50ml體積，所需的時(shí)間秒數(shù)體積，所需的時(shí)間秒數(shù)(s)(s)被稱(chēng)為瀝青的粘被稱(chēng)為瀝青的粘度，并以度，并以CT,dCT,d表示表示TT為試驗(yàn)溫度為試驗(yàn)溫度()()，d d為流孔為流孔直徑直徑mm)mm)。在溫度和流孔直徑相同的條件下，流。在溫度和流孔直徑相同的條件下，流出出50ml50ml所需時(shí)間愈長(zhǎng)，表明瀝青

27、的粘度愈大。所需時(shí)間愈長(zhǎng)，表明瀝青的粘度愈大。n 針入度法針入度法n針人度法是指在規(guī)定溫度和時(shí)間條件下，一定質(zhì)量針人度法是指在規(guī)定溫度和時(shí)間條件下，一定質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)針垂直貫入試樣的深度所表示的粘度，的標(biāo)準(zhǔn)針垂直貫入試樣的深度所表示的粘度，并將并將其貫入深度以針入度值表示，其貫入深度以針入度值表示，單位為單位為0.1mm0.1mm。n瀝青針入度的符號(hào)為瀝青針入度的符號(hào)為PT,m,tPT,m,t其中其中 P P為針入度為針入度;T;T為試為試驗(yàn)溫度；驗(yàn)溫度；m m為標(biāo)準(zhǔn)針為標(biāo)準(zhǔn)針( (包括連桿及砝碼包括連桿及砝碼) )的質(zhì)量；的質(zhì)量；t t為為貫入時(shí)間。我國(guó)現(xiàn)行試驗(yàn)通常采用的試驗(yàn)條件為貫入時(shí)間。我國(guó)

28、現(xiàn)行試驗(yàn)通常采用的試驗(yàn)條件為P25,100g,5sP25,100g,5s, ,若采用其他試驗(yàn)條件時(shí)，應(yīng)在試驗(yàn)若采用其他試驗(yàn)條件時(shí)，應(yīng)在試驗(yàn)結(jié)果中注明。結(jié)果中注明。n針人度法是測(cè)定粘稠瀝青粘稠程度的一種指標(biāo)，通針人度法是測(cè)定粘稠瀝青粘稠程度的一種指標(biāo)，通常也稱(chēng)其為瀝青的稠度。常也稱(chēng)其為瀝青的稠度。一般情況下針入度值較小一般情況下針入度值較小的瀝青，表明其稠度較大或粘度較高。的瀝青，表明其稠度較大或粘度較高。 n（）（）延性（塑性）和脆性延性（塑性）和脆性n1 1、塑性塑性n塑性指石油瀝青在外力拉伸作用時(shí)下產(chǎn)生變形塑性指石油瀝青在外力拉伸作用時(shí)下產(chǎn)生變形而不破壞，除去外力后，仍能保持變形后的形而不

29、破壞，除去外力后，仍能保持變形后的形狀的性質(zhì)。瀝青的塑性對(duì)沖擊振動(dòng)荷載有一定狀的性質(zhì)。瀝青的塑性對(duì)沖擊振動(dòng)荷載有一定吸收能力，并能減少摩擦?xí)r的噪聲，故瀝青是吸收能力，并能減少摩擦?xí)r的噪聲，故瀝青是一種優(yōu)良的道路路面材料。一種優(yōu)良的道路路面材料。n石油瀝青的塑性用石油瀝青的塑性用延度延度表示。表示。瀝青延度值的大瀝青延度值的大小直接反映了工程中瀝青在外力作用下，保持小直接反映了工程中瀝青在外力作用下，保持內(nèi)部結(jié)構(gòu)連續(xù)或抵抗開(kāi)裂的能力。內(nèi)部結(jié)構(gòu)連續(xù)或抵抗開(kāi)裂的能力。延度愈大，延度愈大，塑性愈好。塑性愈好。延度測(cè)定是把瀝青制成延度測(cè)定是把瀝青制成“”字形字形標(biāo)準(zhǔn)試件，置于延度儀內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)試件，置于延度儀

30、內(nèi)2525或或1515水中，以水中，以 5cm5cmminmin的速度拉伸，用拉斷時(shí)的伸長(zhǎng)度來(lái)表的速度拉伸，用拉斷時(shí)的伸長(zhǎng)度來(lái)表示，單位用示，單位用cmcm計(jì)。計(jì)。n影響瀝青塑性的主要因素是樹(shù)脂的含量影響瀝青塑性的主要因素是樹(shù)脂的含量及溫度等及溫度等。樹(shù)脂含量越高，則其塑性就。樹(shù)脂含量越高，則其塑性就越好。溫度較高時(shí)，其塑性就越好。越好。溫度較高時(shí)，其塑性就越好。塑塑性大的瀝青能隨建筑物的變形而變形，性大的瀝青能隨建筑物的變形而變形，不致產(chǎn)生開(kāi)裂，瀝青的塑性是瀝青作為不致產(chǎn)生開(kāi)裂，瀝青的塑性是瀝青作為柔性防水材料的原因之一。塑性大的瀝柔性防水材料的原因之一。塑性大的瀝青在開(kāi)裂后，由于其特有的粘

31、塑性，裂青在開(kāi)裂后，由于其特有的粘塑性，裂縫可能自行愈合，即塑性大的瀝青具有縫可能自行愈合，即塑性大的瀝青具有自愈性。自愈性。n2 2、低溫脆性、低溫脆性 n瀝青溫度降低時(shí)會(huì)表現(xiàn)出明顯的塑性下降，在較瀝青溫度降低時(shí)會(huì)表現(xiàn)出明顯的塑性下降，在較低溫度下甚至表現(xiàn)為脆性。低溫度下甚至表現(xiàn)為脆性。特別是在冬季低溫下，特別是在冬季低溫下，用于防水層或路面中的瀝青由于溫度降低時(shí)產(chǎn)生用于防水層或路面中的瀝青由于溫度降低時(shí)產(chǎn)生的體積收縮，很容易導(dǎo)致瀝青材料的開(kāi)裂。顯然，的體積收縮，很容易導(dǎo)致瀝青材料的開(kāi)裂。顯然，低溫脆性反映了瀝青抗低溫的能力。低溫脆性反映了瀝青抗低溫的能力。n不同瀝青對(duì)抵抗這種低溫變形時(shí)脆性

32、開(kāi)裂的能力不同瀝青對(duì)抵抗這種低溫變形時(shí)脆性開(kāi)裂的能力有所差別。有所差別。通常采用弗拉斯通常采用弗拉斯(Frass)(Frass)脆點(diǎn)作為衡脆點(diǎn)作為衡量瀝青抗低溫能力的條件脆性指標(biāo)。瀝青脆性指量瀝青抗低溫能力的條件脆性指標(biāo)。瀝青脆性指標(biāo)是在持定條件下，涂于金屬片上的瀝青試樣薄標(biāo)是在持定條件下，涂于金屬片上的瀝青試樣薄膜，因被冷卻和彎曲而出現(xiàn)裂紋時(shí)的溫度，以膜，因被冷卻和彎曲而出現(xiàn)裂紋時(shí)的溫度，以表示。表示。n低溫脆性主要取決于低溫脆性主要取決于瀝青的組分瀝青的組分，當(dāng)樹(shù)脂含量較，當(dāng)樹(shù)脂含量較多、樹(shù)脂成分的低溫柔性較好時(shí)，其抗低溫能力多、樹(shù)脂成分的低溫柔性較好時(shí)，其抗低溫能力就較強(qiáng)；當(dāng)瀝青中含有較

33、多石蠟時(shí)，其抗低溫能就較強(qiáng)；當(dāng)瀝青中含有較多石蠟時(shí)，其抗低溫能力就較差。力就較差。 n（）溫度敏感性（也稱(chēng)熱穩(wěn)定性）（）溫度敏感性（也稱(chēng)熱穩(wěn)定性） n溫度敏感性是指石油瀝青的粘滯性和塑性隨溫度升溫度敏感性是指石油瀝青的粘滯性和塑性隨溫度升降而變化的性能降而變化的性能，是瀝青的重要指標(biāo)之一。，是瀝青的重要指標(biāo)之一。n由于瀝青是一種高分子非晶態(tài)熱塑性物質(zhì)，故沒(méi)有由于瀝青是一種高分子非晶態(tài)熱塑性物質(zhì)，故沒(méi)有一定的熔點(diǎn)。一定的熔點(diǎn)。瀝青在溫度降低時(shí)會(huì)向著凝膠結(jié)構(gòu)方瀝青在溫度降低時(shí)會(huì)向著凝膠結(jié)構(gòu)方向發(fā)展，而在溫度升高時(shí)會(huì)向著溶膠結(jié)構(gòu)方向發(fā)展，向發(fā)展，而在溫度升高時(shí)會(huì)向著溶膠結(jié)構(gòu)方向發(fā)展，其間必然存在溶其

34、間必然存在溶- -凝膠結(jié)構(gòu)的過(guò)渡過(guò)程，因而瀝青不凝膠結(jié)構(gòu)的過(guò)渡過(guò)程，因而瀝青不會(huì)表現(xiàn)出固定的液化點(diǎn)或固化點(diǎn)。會(huì)表現(xiàn)出固定的液化點(diǎn)或固化點(diǎn)。n瀝青溫度升高，則其塑性增大，黏性減小，并瀝青溫度升高，則其塑性增大，黏性減小，并逐漸軟化，此時(shí)的瀝青如液體一樣發(fā)生流動(dòng)。逐漸軟化，此時(shí)的瀝青如液體一樣發(fā)生流動(dòng)。在同一過(guò)程中，不同的瀝青，其塑性和粘滯性在同一過(guò)程中，不同的瀝青，其塑性和粘滯性變化程度不同。變化程度不同。如果溫度變化相同，性質(zhì)變化如果溫度變化相同，性質(zhì)變化程度小，則此瀝青的溫度敏感性小；反之，溫程度小，則此瀝青的溫度敏感性小；反之，溫度敏感性大。度敏感性大。n在建筑上，特別是用于屋面防水的瀝青

35、材料，在建筑上，特別是用于屋面防水的瀝青材料，為了避免溫度升高，發(fā)生流淌，或溫度下降，為了避免溫度升高，發(fā)生流淌，或溫度下降，發(fā)生硬脆，應(yīng)優(yōu)先使用溫度敏感性小的瀝青。發(fā)生硬脆，應(yīng)優(yōu)先使用溫度敏感性小的瀝青。n瀝青的粘滯性和塑性隨溫度變化而變化。瀝青的粘滯性和塑性隨溫度變化而變化。 石石油瀝青中油瀝青中地瀝青質(zhì)地瀝青質(zhì)含量較多時(shí)，其溫度敏感性含量較多時(shí)，其溫度敏感性較小。在工程中使用時(shí)往往加入滑石粉、石灰較小。在工程中使用時(shí)往往加入滑石粉、石灰石粉等礦物填料，以減小其溫度敏感性。瀝青石粉等礦物填料，以減小其溫度敏感性。瀝青中中含蠟量較多時(shí)含蠟量較多時(shí)，則會(huì)產(chǎn)生溫度較高（，則會(huì)產(chǎn)生溫度較高（606

36、0左左右）時(shí)就發(fā)生流淌，在溫度較低時(shí)又易變硬開(kāi)右）時(shí)就發(fā)生流淌，在溫度較低時(shí)又易變硬開(kāi)裂。裂。n瀝青溫度敏感性用瀝青溫度敏感性用軟化點(diǎn)軟化點(diǎn)來(lái)表示。在某一溫度范來(lái)表示。在某一溫度范圍內(nèi)瀝青是一種粘滯流動(dòng)狀態(tài)。圍內(nèi)瀝青是一種粘滯流動(dòng)狀態(tài)。而這一溫度區(qū)間而這一溫度區(qū)間的的0.87210.8721倍作為反映瀝青物理狀態(tài)和溫度之間的倍作為反映瀝青物理狀態(tài)和溫度之間的關(guān)系的參數(shù)，稱(chēng)之為軟化點(diǎn)。關(guān)系的參數(shù)，稱(chēng)之為軟化點(diǎn)。在瀝青的常規(guī)試驗(yàn)在瀝青的常規(guī)試驗(yàn)方法中，方法中，軟化點(diǎn)試驗(yàn)可作為反映瀝青溫度敏感性軟化點(diǎn)試驗(yàn)可作為反映瀝青溫度敏感性的方法。的方法。 n瀝青瀝青軟化點(diǎn)軟化點(diǎn)一般采用一般采用環(huán)與球法環(huán)與球法

37、測(cè)定。它是把測(cè)定。它是把瀝青試樣裝入內(nèi)徑為瀝青試樣裝入內(nèi)徑為19198mm8mm的銅環(huán)內(nèi)，試樣上的銅環(huán)內(nèi)，試樣上放置一標(biāo)準(zhǔn)鋼球（直徑放置一標(biāo)準(zhǔn)鋼球（直徑9.53mm9.53mm，質(zhì)量，質(zhì)量3.53.5），），浸入水或甘油中，以規(guī)定的速度升溫（浸入水或甘油中，以規(guī)定的速度升溫（minmin），當(dāng)瀝青軟化下垂至規(guī)定距離（），當(dāng)瀝青軟化下垂至規(guī)定距離（25.4mm25.4mm）時(shí)的溫度即為其軟化點(diǎn)，以攝氏度（時(shí)的溫度即為其軟化點(diǎn)，以攝氏度（）計(jì)。）計(jì)。n針入度是在規(guī)定溫度下測(cè)定瀝青的條件粘度，而針入度是在規(guī)定溫度下測(cè)定瀝青的條件粘度，而軟化點(diǎn)則是瀝青達(dá)到規(guī)定條件粘度時(shí)的溫度，因軟化點(diǎn)則是瀝青達(dá)到規(guī)定

38、條件粘度時(shí)的溫度，因此，軟化點(diǎn)既是反映瀝青材料熱穩(wěn)定性的指標(biāo)，此，軟化點(diǎn)既是反映瀝青材料熱穩(wěn)定性的指標(biāo)，也是瀝青粘度的一種量度。也是瀝青粘度的一種量度。n 瀝青的針人度、軟化點(diǎn)和延度是劃分瀝青標(biāo)瀝青的針人度、軟化點(diǎn)和延度是劃分瀝青標(biāo)號(hào)的主要依據(jù)，稱(chēng)為瀝青的三大指標(biāo)。號(hào)的主要依據(jù)，稱(chēng)為瀝青的三大指標(biāo)。 n（）（）大氣穩(wěn)定性大氣穩(wěn)定性n 石油瀝青在熱、陽(yáng)光、氧氣和潮濕等大氣因石油瀝青在熱、陽(yáng)光、氧氣和潮濕等大氣因素的長(zhǎng)期綜合作用下抵抗老化的性能，稱(chēng)為大氣素的長(zhǎng)期綜合作用下抵抗老化的性能，稱(chēng)為大氣穩(wěn)定性穩(wěn)定性。也是瀝青材料的耐久性。也是瀝青材料的耐久性。n在大氣因素的綜合作用下，瀝青中各組分會(huì)發(fā)生在

39、大氣因素的綜合作用下，瀝青中各組分會(huì)發(fā)生不斷遞變，低分子化合物將逐步轉(zhuǎn)變成高分子物不斷遞變，低分子化合物將逐步轉(zhuǎn)變成高分子物質(zhì)，即油分和樹(shù)脂逐漸減少，而地瀝青質(zhì)逐漸增質(zhì)，即油分和樹(shù)脂逐漸減少，而地瀝青質(zhì)逐漸增多。石油瀝青隨著時(shí)間的進(jìn)展，流動(dòng)性和塑性將多。石油瀝青隨著時(shí)間的進(jìn)展，流動(dòng)性和塑性將逐漸減小，硬脆性逐漸增大，直至脆裂。這個(gè)過(guò)逐漸減小，硬脆性逐漸增大，直至脆裂。這個(gè)過(guò)程稱(chēng)為石油瀝青的程稱(chēng)為石油瀝青的“老化老化”。瀝青一旦老化，就。瀝青一旦老化，就可能導(dǎo)致許多工程性質(zhì)的劣化?？赡軐?dǎo)致許多工程性質(zhì)的劣化。所以大氣穩(wěn)定性所以大氣穩(wěn)定性即為瀝青抵抗老化的性能。即為瀝青抵抗老化的性能。n影響瀝青大

40、氣穩(wěn)定性的主要因素影響瀝青大氣穩(wěn)定性的主要因素 n1)1)瀝青組分的影響。瀝青組分的影響。瀝青在大氣環(huán)境中老化的過(guò)瀝青在大氣環(huán)境中老化的過(guò)程實(shí)質(zhì)上是其中組分分解、聚合與氧化的結(jié)果，程實(shí)質(zhì)上是其中組分分解、聚合與氧化的結(jié)果，主要是其中較低分子油分的揮發(fā)、塑性較好的樹(shù)主要是其中較低分子油分的揮發(fā)、塑性較好的樹(shù)脂等成分聚合形成更大的瀝青質(zhì)，并逐漸轉(zhuǎn)化為脂等成分聚合形成更大的瀝青質(zhì)，并逐漸轉(zhuǎn)化為瀝青碳等非膠結(jié)性材料。瀝青碳等非膠結(jié)性材料。因此，瀝青中所含的有因此，瀝青中所含的有效成分在環(huán)境條件下抵抗分解或聚合化學(xué)穩(wěn)定性效成分在環(huán)境條件下抵抗分解或聚合化學(xué)穩(wěn)定性越好，或?yàn)r青中原來(lái)所含量的樹(shù)脂成分較多時(shí)，

41、越好，或?yàn)r青中原來(lái)所含量的樹(shù)脂成分較多時(shí)，瀝青的大氣穩(wěn)定性可能就越好。瀝青的大氣穩(wěn)定性可能就越好。n2)2)溫度的影響。溫度的影響。較高的溫度可能加速瀝較高的溫度可能加速瀝青成分中分子的運(yùn)動(dòng)，這除了引起瀝青青成分中分子的運(yùn)動(dòng)，這除了引起瀝青中輕質(zhì)油分揮發(fā)加快外，還會(huì)促進(jìn)某些中輕質(zhì)油分揮發(fā)加快外，還會(huì)促進(jìn)某些化學(xué)反應(yīng)的加速，導(dǎo)致瀝青成分和結(jié)構(gòu)化學(xué)反應(yīng)的加速，導(dǎo)致瀝青成分和結(jié)構(gòu)的改變，并使技術(shù)性能降低。尤其是在的改變，并使技術(shù)性能降低。尤其是在施工加熱施工加熱(160-180)(160-180)時(shí)，加之空氣中氧的時(shí)，加之空氣中氧的參與和共同作用，可使瀝青的性質(zhì)很快參與和共同作用，可使瀝青的性質(zhì)很快

42、發(fā)生劣化。發(fā)生劣化。因此，瀝青在施工時(shí)加熱溫因此，瀝青在施工時(shí)加熱溫度不能過(guò)高，持續(xù)時(shí)間也不能過(guò)長(zhǎng)。度不能過(guò)高，持續(xù)時(shí)間也不能過(guò)長(zhǎng)。n3)3)光的影響光的影響。瀝青在日光的照射下，能產(chǎn)生光化。瀝青在日光的照射下，能產(chǎn)生光化學(xué)反應(yīng)，并促使聚合、氧化等反應(yīng)的速率加快，學(xué)反應(yīng)，并促使聚合、氧化等反應(yīng)的速率加快，特別是在紫外線(xiàn)下照射時(shí)，會(huì)使其老化速度顯著特別是在紫外線(xiàn)下照射時(shí)，會(huì)使其老化速度顯著加快。加快。n4 4）氧和水分的影響氧和水分的影響。暴露于氧環(huán)境中的瀝青在加。暴露于氧環(huán)境中的瀝青在加熱條件下，能促使其組分對(duì)空氣中氧的吸收。并熱條件下，能促使其組分對(duì)空氣中氧的吸收。并同時(shí)產(chǎn)生脫氧作用，便瀝青

43、的組分很快發(fā)生轉(zhuǎn)變，同時(shí)產(chǎn)生脫氧作用，便瀝青的組分很快發(fā)生轉(zhuǎn)變，導(dǎo)致快速老化。導(dǎo)致快速老化。n在與光、氧和熱共同作用時(shí)，水的存在起催化劑在與光、氧和熱共同作用時(shí)，水的存在起催化劑的作用，從而加快老化過(guò)程；水還能使瀝青從基的作用，從而加快老化過(guò)程；水還能使瀝青從基材上剝落，導(dǎo)致瀝青與空氣接觸面增大，促使瀝材上剝落，導(dǎo)致瀝青與空氣接觸面增大，促使瀝青從內(nèi)部老化，從而影響其耐久性。青從內(nèi)部老化，從而影響其耐久性。n綜上所述，瀝青在施工使用過(guò)程中，需要加熱綜上所述，瀝青在施工使用過(guò)程中，需要加熱以取得良好的流動(dòng)性，工程建成后又要經(jīng)受光、以取得良好的流動(dòng)性，工程建成后又要經(jīng)受光、熱、水等自然因素的作用，

44、這些因素均難以避熱、水等自然因素的作用，這些因素均難以避免對(duì)瀝青老化的促進(jìn)作用。此外，工業(yè)環(huán)境中免對(duì)瀝青老化的促進(jìn)作用。此外，工業(yè)環(huán)境中的臭氧以及各種荷載因素等的作用，也會(huì)對(duì)瀝的臭氧以及各種荷載因素等的作用，也會(huì)對(duì)瀝青大氣穩(wěn)定性有不利影響。青大氣穩(wěn)定性有不利影響。n瀝青耐久性的評(píng)價(jià)方法瀝青耐久性的評(píng)價(jià)方法石油瀝青的大氣穩(wěn)定性以加熱石油瀝青的大氣穩(wěn)定性以加熱蒸發(fā)損失百分率蒸發(fā)損失百分率和和加熱前后加熱前后針入度比針入度比來(lái)評(píng)定。其測(cè)定方法是：先測(cè)來(lái)評(píng)定。其測(cè)定方法是：先測(cè)定瀝青試樣的質(zhì)量及其針入度，然后將試樣置于定瀝青試樣的質(zhì)量及其針入度，然后將試樣置于烘箱中，在烘箱中，在160160下加熱蒸發(fā)

45、下加熱蒸發(fā)h,h,，待冷卻后再測(cè)，待冷卻后再測(cè)定其質(zhì)量及針入度。計(jì)算出蒸發(fā)損失質(zhì)量占原質(zhì)定其質(zhì)量及針入度。計(jì)算出蒸發(fā)損失質(zhì)量占原質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)，稱(chēng)為蒸發(fā)損失百分率；測(cè)得蒸發(fā)后量的百分?jǐn)?shù)，稱(chēng)為蒸發(fā)損失百分率；測(cè)得蒸發(fā)后針入度占原針入度的百分?jǐn)?shù)，稱(chēng)為蒸發(fā)后針入度針入度占原針入度的百分?jǐn)?shù)，稱(chēng)為蒸發(fā)后針入度比。比。蒸發(fā)損失百分?jǐn)?shù)愈小和蒸發(fā)后針入度比愈大，蒸發(fā)損失百分?jǐn)?shù)愈小和蒸發(fā)后針入度比愈大，則表示瀝青的大氣穩(wěn)定性愈好，即則表示瀝青的大氣穩(wěn)定性愈好，即老化老化”愈慢。愈慢。n以上四種性質(zhì)是石油瀝青材料的主要性質(zhì)，前三以上四種性質(zhì)是石油瀝青材料的主要性質(zhì)，前三項(xiàng)是劃分石油瀝青牌號(hào)的依據(jù)。此外，為評(píng)定瀝項(xiàng)是

46、劃分石油瀝青牌號(hào)的依據(jù)。此外，為評(píng)定瀝青的品質(zhì)和保證施工安全，還應(yīng)了解石油瀝青的青的品質(zhì)和保證施工安全，還應(yīng)了解石油瀝青的溶解度、閃點(diǎn)和燃點(diǎn)等性質(zhì)。溶解度、閃點(diǎn)和燃點(diǎn)等性質(zhì)。n含蠟量含蠟量n大多數(shù)石油中都含有蠟成分，當(dāng)這些蠟殘留瀝青中時(shí)，大多數(shù)石油中都含有蠟成分，當(dāng)這些蠟殘留瀝青中時(shí)，會(huì)對(duì)瀝青的許多性能造成不利影響。會(huì)對(duì)瀝青的許多性能造成不利影響。n特別是容易使瀝青的粘度、塑性等技術(shù)指標(biāo)對(duì)溫度十特別是容易使瀝青的粘度、塑性等技術(shù)指標(biāo)對(duì)溫度十分敏感。分敏感。n當(dāng)高溫時(shí)，蠟的存在容易使瀝青發(fā)軟，導(dǎo)致其高溫穩(wěn)當(dāng)高溫時(shí)，蠟的存在容易使瀝青發(fā)軟，導(dǎo)致其高溫穩(wěn)定性降低，出現(xiàn)流淌、變形或路面車(chē)輒現(xiàn)象，而當(dāng)?shù)?/p>

47、定性降低，出現(xiàn)流淌、變形或路面車(chē)輒現(xiàn)象，而當(dāng)?shù)蜏貢r(shí)，蠟的存在會(huì)導(dǎo)致瀝青變脆，使其低溫抗裂性降溫時(shí)，蠟的存在會(huì)導(dǎo)致瀝青變脆，使其低溫抗裂性降低，出現(xiàn)脫落、開(kāi)裂現(xiàn)象。低，出現(xiàn)脫落、開(kāi)裂現(xiàn)象。n此外，蠟還能降低瀝青與基層材料的黏附性，在水及此外，蠟還能降低瀝青與基層材料的黏附性，在水及動(dòng)荷載的作用下，會(huì)使瀝青路面中的瀝青從集料上脫動(dòng)荷載的作用下，會(huì)使瀝青路面中的瀝青從集料上脫落下來(lái)，造成結(jié)構(gòu)潰散，而且蠟還使瀝青路面抗滑性落下來(lái)，造成結(jié)構(gòu)潰散，而且蠟還使瀝青路面抗滑性能降低，影響行車(chē)安全。通常瀝青中蠟的含量限制范能降低，影響行車(chē)安全。通常瀝青中蠟的含量限制范圍為圍為2 2-4-4，在重交通量的路面中，

48、含蠟量不得大，在重交通量的路面中，含蠟量不得大于于3 3。n 溶解度溶解度n溶解度指石油瀝青在三氯乙烯、四氯化碳或苯溶解度指石油瀝青在三氯乙烯、四氯化碳或苯中溶解的百分率，中溶解的百分率，它反映它反映了石油瀝青中對(duì)工程了石油瀝青中對(duì)工程有用成分的含量有用成分的含量。由于石油瀝青的化學(xué)構(gòu)成十。由于石油瀝青的化學(xué)構(gòu)成十分復(fù)雜，難以利用普通化學(xué)的方法來(lái)確定其成分復(fù)雜，難以利用普通化學(xué)的方法來(lái)確定其成分構(gòu)成，工程實(shí)際中通常利用溶解度來(lái)間接評(píng)分構(gòu)成，工程實(shí)際中通常利用溶解度來(lái)間接評(píng)定瀝青中有效成分的含量。定瀝青中有效成分的含量。用以限制有害的不用以限制有害的不溶物（如瀝青碳或似碳物）含量溶物（如瀝青碳或

49、似碳物）含量。不溶物會(huì)降。不溶物會(huì)降低瀝青的粘結(jié)性。低瀝青的粘結(jié)性。n（3) 3) 閃點(diǎn)和燃點(diǎn)閃點(diǎn)和燃點(diǎn) n瀝青材料在使用時(shí)必須加熱，當(dāng)加熱至一定瀝青材料在使用時(shí)必須加熱，當(dāng)加熱至一定溫度時(shí)，瀝青材料中揮發(fā)的油分蒸汽與周?chē)諝鉁囟葧r(shí)，瀝青材料中揮發(fā)的油分蒸汽與周?chē)諝饨M成混合氣體，此混合氣體遇火焰則易發(fā)生閃火。組成混合氣體，此混合氣體遇火焰則易發(fā)生閃火。若繼續(xù)加熱，油分蒸汽的飽和度增加，由于此種若繼續(xù)加熱，油分蒸汽的飽和度增加，由于此種蒸汽與空氣組成的混合氣體遇火焰極易燃燒而引蒸汽與空氣組成的混合氣體遇火焰極易燃燒而引起火災(zāi)。為此，必須測(cè)定瀝青加熱閃火（是指瀝起火災(zāi)。為此，必須測(cè)定瀝青加熱閃火

50、（是指瀝青揮發(fā)氣體出現(xiàn)短暫燃燒的溫度）和燃燒（持續(xù)青揮發(fā)氣體出現(xiàn)短暫燃燒的溫度）和燃燒（持續(xù)燃燒超過(guò)燃燒超過(guò)5s5s的情況）的溫度，即所謂閃點(diǎn)和燃點(diǎn)。的情況）的溫度，即所謂閃點(diǎn)和燃點(diǎn)。因此，閃點(diǎn)和燃點(diǎn)是評(píng)價(jià)或指導(dǎo)瀝青在使用因此，閃點(diǎn)和燃點(diǎn)是評(píng)價(jià)或指導(dǎo)瀝青在使用過(guò)程中對(duì)環(huán)境要求是否以達(dá)到施工安全和保證瀝過(guò)程中對(duì)環(huán)境要求是否以達(dá)到施工安全和保證瀝青加熱質(zhì)量的一項(xiàng)重要指標(biāo)。青加熱質(zhì)量的一項(xiàng)重要指標(biāo)。n1.4 1.4 石油瀝青的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及應(yīng)用石油瀝青的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及應(yīng)用n（）（）石油瀝青的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)石油瀝青的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)n根據(jù)我國(guó)現(xiàn)行石油瀝青標(biāo)準(zhǔn)，在工程建設(shè)中常用的根據(jù)我國(guó)現(xiàn)行石油瀝青標(biāo)準(zhǔn)，在工程建設(shè)中常用的石

51、油瀝青分道路石油瀝青、建筑石油瀝青和普通石石油瀝青分道路石油瀝青、建筑石油瀝青和普通石油瀝青等，各品種按技術(shù)性質(zhì)劃分牌號(hào)。不同石油油瀝青等，各品種按技術(shù)性質(zhì)劃分牌號(hào)。不同石油瀝青的技術(shù)指標(biāo)要求見(jiàn)表瀝青的技術(shù)指標(biāo)要求見(jiàn)表5-25-2、5-35-3、5-45-4。n從表從表5-25-2、5-35-3、5-45-4可以看出，道路石油瀝青、建可以看出，道路石油瀝青、建筑石油瀝青和普通石油瀝青都是按針入度指標(biāo)來(lái)劃筑石油瀝青和普通石油瀝青都是按針入度指標(biāo)來(lái)劃分牌號(hào)的。分牌號(hào)的。在同一品種石油瀝青材料中，牌號(hào)愈小，在同一品種石油瀝青材料中，牌號(hào)愈小，瀝青愈硬；牌號(hào)愈大，瀝青愈軟。同時(shí)隨著牌號(hào)增瀝青愈硬；牌號(hào)

52、愈大，瀝青愈軟。同時(shí)隨著牌號(hào)增加，瀝青的粘性減?。ㄡ樔攵仍黾樱?，塑性增加加，瀝青的粘性減?。ㄡ樔攵仍黾樱?，塑性增加（延度增大），而溫度敏感性增大（軟化點(diǎn)降低）（延度增大），而溫度敏感性增大（軟化點(diǎn)降低）n（2 2）石油瀝青的應(yīng)用石油瀝青的應(yīng)用n 在選用瀝青材料時(shí)，應(yīng)根據(jù)工程性質(zhì)（房屋、道路、在選用瀝青材料時(shí)，應(yīng)根據(jù)工程性質(zhì)（房屋、道路、防腐）及當(dāng)?shù)貧夂驐l件、所處工程部位（屋面、地下）防腐）及當(dāng)?shù)貧夂驐l件、所處工程部位（屋面、地下）來(lái)選用不同品種和牌號(hào)的瀝青。來(lái)選用不同品種和牌號(hào)的瀝青。n 道路石油瀝青牌號(hào)較多，且比建筑瀝青的針入度大道路石油瀝青牌號(hào)較多，且比建筑瀝青的針入度大很多。主要用于道路

53、路面或車(chē)間地面等工程，一般拌制很多。主要用于道路路面或車(chē)間地面等工程，一般拌制成瀝青混凝土、瀝青拌合料或?yàn)r青砂漿等使用。成瀝青混凝土、瀝青拌合料或?yàn)r青砂漿等使用。n 建筑石油瀝青粘性較大，耐熱性較好，但塑性較小，建筑石油瀝青粘性較大，耐熱性較好，但塑性較小，主要用作制造油氈、油紙、防水涂料和瀝青膠。它們絕主要用作制造油氈、油紙、防水涂料和瀝青膠。它們絕大部分用于屋面及地下防水溝槽防水、防腐蝕及管道防大部分用于屋面及地下防水溝槽防水、防腐蝕及管道防腐等工程。對(duì)于屋面防水工程，應(yīng)注意防止過(guò)分軟化。腐等工程。對(duì)于屋面防水工程，應(yīng)注意防止過(guò)分軟化。n一般同一地區(qū)瀝青屋面的表面溫度可比當(dāng)?shù)刈罡邭庖话阃?/p>

54、地區(qū)瀝青屋面的表面溫度可比當(dāng)?shù)刈罡邭鉁馗邷馗?5302530。為避免夏季流淌，屋面用瀝青材料。為避免夏季流淌，屋面用瀝青材料的軟化點(diǎn)還應(yīng)比當(dāng)?shù)貧鉁叵挛菝婵赡苓_(dá)到的最高的軟化點(diǎn)還應(yīng)比當(dāng)?shù)貧鉁叵挛菝婵赡苓_(dá)到的最高溫溫度高度高2020以上以上。但軟化點(diǎn)也不宜選擇過(guò)高，否則冬。但軟化點(diǎn)也不宜選擇過(guò)高，否則冬季低溫易發(fā)生硬脆甚至開(kāi)裂。對(duì)一些不易受溫度影季低溫易發(fā)生硬脆甚至開(kāi)裂。對(duì)一些不易受溫度影響的部位，可選用牌號(hào)較大的瀝青。響的部位，可選用牌號(hào)較大的瀝青。因此，選用石因此，選用石油瀝青時(shí)要考慮地區(qū)、使用環(huán)境及要求等因素油瀝青時(shí)要考慮地區(qū)、使用環(huán)境及要求等因素。 n 普通石油瀝青含蠟較多，其一般含量大于

55、普通石油瀝青含蠟較多，其一般含量大于5 5，有的高達(dá)有的高達(dá)2020以上（稱(chēng)多蠟石油瀝青），因而溫度以上（稱(chēng)多蠟石油瀝青），因而溫度敏感性大，故在工程中不直接單獨(dú)使用，只能與其敏感性大，故在工程中不直接單獨(dú)使用，只能與其他種類(lèi)石油瀝青摻配使用。他種類(lèi)石油瀝青摻配使用。建筑石油瀝青的選用建筑石油瀝青的選用 請(qǐng)比較下列A、B兩種建筑石油瀝青的針入度、延度及軟化點(diǎn)測(cè)定值。若于南方夏季炎熱地區(qū)屋面選用何種瀝青較合適，請(qǐng)討論。 表中兩種建筑石油瀝青的針入度、延度及軟化點(diǎn)測(cè)定值表中兩種建筑石油瀝青的針入度、延度及軟化點(diǎn)測(cè)定值宜用B石油瀝青，一般屋面用瀝青應(yīng)比當(dāng)?shù)匚菝婵赡苓_(dá)到的最高溫度高出2025，亦即比當(dāng)

56、地最高溫度高出50左右。南方炎熱地區(qū)氣溫相當(dāng)高，A瀝青軟化點(diǎn)較低，難以滿(mǎn)足要求，夏季易流淌。可選B，但B瀝青延伸度較小，在嚴(yán)寒地區(qū)不宜使用，否則易出現(xiàn)脆裂現(xiàn)象。 編號(hào)編號(hào)針入度針入度/0.01mm/0.01mm(25(25，100g100g，5s)5s)延度延度/cm/cm(25(25，5cm/min)5cm/min)軟化點(diǎn)軟化點(diǎn)環(huán)球法環(huán)球法/A A30305 55050B B 22222.52.57575(1) 瀝青長(zhǎng)時(shí)間加熱與保溫 n某施工隊(duì)熬制石油瀝青準(zhǔn)備作地下防水，由于瀝青碎塊的平均某施工隊(duì)熬制石油瀝青準(zhǔn)備作地下防水，由于瀝青碎塊的平均尺寸為尺寸為20 cm20 cm，工程量較大，因此

57、加熱的時(shí)間較長(zhǎng)，保溫的時(shí)，工程量較大，因此加熱的時(shí)間較長(zhǎng)，保溫的時(shí)間亦較長(zhǎng)。施工后發(fā)現(xiàn)其效果不夠理想，特別是瀝青的塑性明間亦較長(zhǎng)。施工后發(fā)現(xiàn)其效果不夠理想，特別是瀝青的塑性明顯下降。請(qǐng)分析原因。顯下降。請(qǐng)分析原因。瀝青與其它有機(jī)物類(lèi)同，與空氣接觸會(huì)逐漸氧化，瀝青瀝青與其它有機(jī)物類(lèi)同，與空氣接觸會(huì)逐漸氧化，瀝青中的極性含氧基團(tuán)逐漸聯(lián)結(jié)成高分子的膠團(tuán)，形成更大中的極性含氧基團(tuán)逐漸聯(lián)結(jié)成高分子的膠團(tuán)，形成更大更復(fù)雜的分子，使瀝青硬化，降低柔韌性。溫度越高，更復(fù)雜的分子，使瀝青硬化，降低柔韌性。溫度越高，時(shí)間越長(zhǎng)氧化越快。當(dāng)溫度在時(shí)間越長(zhǎng)氧化越快。當(dāng)溫度在100100以上時(shí)，每增加以上時(shí)，每增加101

58、0，氧化率約提高，氧化率約提高1 1倍，且使一些組分蒸發(fā)。為此，倍，且使一些組分蒸發(fā)。為此，熬制瀝青應(yīng)先將其破碎為熬制瀝青應(yīng)先將其破碎為10 cm10 cm以下的碎塊，縮短熬制以下的碎塊，縮短熬制時(shí)間，且熬好后盡可能于時(shí)間，且熬好后盡可能于8 h8 h內(nèi)用完。若用不完，應(yīng)于內(nèi)用完。若用不完，應(yīng)于新熬材料混合使用，必要時(shí)作性能檢查。新熬材料混合使用，必要時(shí)作性能檢查。 (2) 瀝青混凝土路面裂縫 n華南某二級(jí)公路瀝青混凝土路面使用華南某二級(jí)公路瀝青混凝土路面使用1 1年后就出現(xiàn)較多網(wǎng)狀裂縫，年后就出現(xiàn)較多網(wǎng)狀裂縫，其中施工厚度較薄及下凹處裂縫更為明顯。據(jù)了解當(dāng)時(shí)對(duì)下臥層其中施工厚度較薄及下凹處裂

59、縫更為明顯。據(jù)了解當(dāng)時(shí)對(duì)下臥層已作認(rèn)真檢查，已處理好軟弱層，而所用的瀝青延度較低。請(qǐng)分已作認(rèn)真檢查，已處理好軟弱層，而所用的瀝青延度較低。請(qǐng)分析原因。析原因。瀝青混凝土路面網(wǎng)狀裂縫有多種成因。其中路面結(jié)構(gòu)瀝青混凝土路面網(wǎng)狀裂縫有多種成因。其中路面結(jié)構(gòu)夾有軟弱層的因素從提供的情況亦可初步排除。瀝青延夾有軟弱層的因素從提供的情況亦可初步排除。瀝青延度較低會(huì)使瀝青混凝土抗裂性差，這是原因之一。而另度較低會(huì)使瀝青混凝土抗裂性差，這是原因之一。而另一個(gè)更主要的原因是瀝青厚度不足，層間粘結(jié)差，華南一個(gè)更主要的原因是瀝青厚度不足，層間粘結(jié)差，華南地區(qū)多雨，于下凹處積水，水分滲入亦加速裂縫形成。地區(qū)多雨，于下

60、凹處積水，水分滲入亦加速裂縫形成。 n1.5 1.5 石油瀝青的摻配與稀釋石油瀝青的摻配與稀釋n 當(dāng)不能獲得合適牌號(hào)的瀝青時(shí)，可采用兩種牌號(hào)的當(dāng)不能獲得合適牌號(hào)的瀝青時(shí)，可采用兩種牌號(hào)的石油瀝青摻配使用，但不能與煤瀝青相摻。兩種石油瀝石油瀝青摻配使用，但不能與煤瀝青相摻。兩種石油瀝青的摻配比例可用下式估算：青的摻配比例可用下式估算：n式中式中1 1較軟石油瀝青用量（）；較軟石油瀝青用量（）；n 2 2較硬石油瀝青用量（）；較硬石油瀝青用量（）；n 摻配后的石油瀝青軟化點(diǎn)（摻配后的石油瀝青軟化點(diǎn)（）；）；n 1 1較軟石油瀝青軟化點(diǎn)（較軟石油瀝青軟化點(diǎn)（）；）；n 2 2較硬石油瀝青軟化點(diǎn)（較硬